Les accélérations revendiquées des ordinateurs quantiques optiques prennent un grand succès

Les ordinateurs quantiques promettent des accélérations exponentielles pour certains problèmes, avec des applications potentielles dans des domaines allant de la découverte de médicaments aux nouveaux matériaux pour les batteries. Mais l’informatique quantique en est encore à ses débuts, ce sont donc des objectifs à long terme. Néanmoins, il existe des étapes intermédiaires passionnantes dans le cheminement vers la construction d’un appareil utile. L’un de ceux qui suscitent actuellement beaucoup d’attention est « l’avantage quantique », où un ordinateur quantique exécute une tâche au-delà des capacités des supercalculateurs les plus puissants du monde.

Des travaux expérimentaux de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) ont été les premiers à revendiquer un avantage quantique en utilisant des photons – des particules de lumière, dans un protocole appelé “Gaussian Boson Sampling” (GBS). Leur article affirmait que l’expérience, réalisée en 200 secondes, prendrait 600 millions d’années à simuler sur le plus grand supercalculateur du monde.

Relevant le défi, une équipe des laboratoires de technologie d’ingénierie quantique (QET Labs) de l’Université de Bristol, en collaboration avec des chercheurs de l’Imperial College de Londres et de Hewlett Packard Enterprise, a réduit ce temps de simulation à quelques mois seulement, un facteur d’accélération de environ un milliard.

Leur article “La limite de l’avantage quantique dans l’échantillonnage du boson gaussien”, publié aujourd’hui dans la revue Avancées scientifiquesarrive à un moment où d’autres approches expérimentales revendiquant l’avantage quantique, comme celles de l’équipe d’informatique quantique de Google, conduisent également à des algorithmes classiques améliorés pour simuler ces expériences.

Le co-premier auteur Jake Bulmer, doctorant au QET Labs, a déclaré : « Il y a une course passionnante en cours où, d’un côté, les chercheurs tentent de construire des systèmes informatiques quantiques de plus en plus complexes qui, selon eux, ne peuvent pas être simulés par des ordinateurs conventionnels. En même temps, des chercheurs comme nous améliorent les méthodes de simulation, nous pouvez simulez ces machines supposées impossibles à simuler !”

“Alors que les chercheurs développent des expériences à plus grande échelle, ils chercheront à revendiquer un avantage quantique par rapport aux simulations classiques. Nos résultats fourniront un point de comparaison essentiel pour établir la puissance de calcul des futures expériences GBS”, a déclaré le co-premier auteur, Bryn Bell, chercheur Marie Curie à l’Imperial College de Londres, maintenant ingénieur quantique senior à Oxford Quantum Circuits.

Les méthodes de l’équipe n’exploitent aucune erreur dans l’expérience et donc une prochaine étape pour la recherche est de combiner leurs nouvelles méthodes avec des techniques qui exploitent les imperfections de l’expérience du monde réel. Cela accélérerait encore le temps de simulation et permettrait de mieux comprendre les domaines nécessitant des améliorations.

“Ces expériences d’avantage quantique représentent une formidable réalisation de la physique et de l’ingénierie. En tant que chercheur, il est passionnant de contribuer à la compréhension de la complexité de calcul de ces expériences. Nous avons été surpris par l’ampleur des améliorations que nous avons réalisées – il n’est pas souvent que vous pouvez prétendre trouver une amélioration d’un milliard de fois !” dit Jake Bulmer.

Anthony Laing, codirecteur de QET Labs et auteur du travail, a déclaré : « Alors que nous développons des technologies informatiques quantiques plus sophistiquées, ce type de travail est vital. Il nous aide à comprendre la barre que nous devons franchir avant de pouvoir commencer à résoudre les problèmes d’énergie propre et de soins de santé qui nous concernent tous. Ce travail est un excellent exemple de travail d’équipe et de collaboration entre les chercheurs du Royaume-Uni Quantum Computing and Simulation Hub et Hewlett Packard Enterprise.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par Université de Bristol. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.